基于SCADA系统的无线数传技术在供水调度中的应用

　　城市输配水系统在城市社会生活和经济生活中占有重要地位。供水管网中的水压是从属于水量而存在的。如果管网水压符合要求,表明水量也能相应地得到满足。因此,在管网中设置一定数量的水压监测点,及时了解、掌握管网的运行状态,并以此作为调度的目标依据是确保服务质量最简便的办法。2004 年天津市自来水集团有限公司进行了调度系统改造,并按城市供水管网每10 km2 至少有一个压力监测点的规定,在供水管网中建立了45 个压力监测点, 构建了天津市供水管网调度SCADA(Supervisory Cont rol And Data Acquisition) 系统。

　　管网压力监测点无线数传系统作为SCADA 系统的子系统发挥了重要的作用,有效保证了调度系统的正常运转,为实现输配水系统优化调度和科学管理打下了良好的基础。

　　1 　无线数传系统的构成

　　无线数传系统由调度中心及45 个现场监测站组成。无线信道采用原有228. 6 MHz 数传频点,其绕射性能和抗干扰能力均较好地满足调度系统专用网的要求。无线数传系统结构如图1 所示。

　　调度中心由主控站、通讯单元及其他辅助功能的相关设备构成。现场监测站由远程站、通讯单元、现场仪表及其他设备构成。

　　主控站A. B SLC500 PLC 为中型控制器,可在SCADA 系统中作为主控站进行系统通讯控制及数据存储。系统所选CPU 可使主控站非常便利地连接在以太网上,以TCP/ IP 协议与操作站机进行通讯。

　　现场监测站选用A. B 公司为SCADA 系统应用设计的最新MicroLogix1500 系列紧凑型、可扩展PLC ,采用集成I/ O、CPU 、通讯单元的机架,可扩展到8 个I/ O 模块,使I/ O 总量最多至156 点。具备PID 控制功能、实时时钟、高速计数等先进功能,可满足从简单少量的监测到规模较大的控制功能。电台为MDS 工业级数传电台,与A. B 系统具有良好的集成功能,可以免维护方式长时间无故障运行。无线数传系统配置如表1 所示。根据系统运行需要,在调度中心设置主控站,主控站通过通讯系统完成对系统的数据采集与存储,同时主控站通过网络接口直接与调度中心计算机网络连接,为操作员站及数据服务器提供系统实时运行数据。这种结构避免了操作员站与通讯系统直接连接时由系统故障操作员站切换不及时,或切换失败一方长期占用通讯设备而造成的系统运行中断。增加主控站后,由于通讯的整体控制由主控站完成,两台操作员站均可通过计算机网络独立访问主控站内的系统运行数据,操作员站的故障不会影响整个采集系统的运行。主控站以轮巡方式对各监测站进行压力数据采集,周期2 min ,每5 min 更新数据。主控站对监测站的通讯故障有多种处理方式;同时各监控站在报警状态下(例如参数越限、非法侵入等) 有自动上报功能。